(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ボリューム内のＴ２*緩和を検出し、
測定ボリューム内の磁化の時間的経過から緩和時間を決定し、
測定ボリューム内の局所的磁場を求め、
補正された横緩和時間が生じるように局所的磁場に依存して緩和時間を補正し、
局所的磁場は、互いに異なる間隔（ΔＴＥ）を持つ複数の予め定められたエコー時間（ＴＥ）における磁化の位相経過を検出するステップと、磁化の位相経過から局所的磁場を決定するステップとにより求められる
磁気共鳴測定データにおける横緩和時間Ｔ２*の決定方法において、
エコー時間の間の間隔（ΔＴＥ）は、測定ボリューム内の少なくとも一個所に、局所的磁場が位相急変なしに決定可能であるように合わせられ、
設定された共鳴周波数と実際の共鳴周波数との周波数偏差が、
Δｖ＝Δφ／（２π・ΔＴＥ）
なる関係式に基づいて決定され（ただし、Δｖは周波数偏差であり、Δφは位相角の変化であり、ΔＴＥはエコー時間の間の時間間隔である）、
周波数偏差Δｖから実際の局所的磁場が決定され、
横緩和時間Ｔ２*が、この局所的磁場に依存して、
（１／観察されたＴ２*）≒（１／補正されたＴ２*）＋γπΔＢ0
にしたがって補正される（ただし、ΔＢ0は測定位置における仮定された磁場からの偏差である）
ことを特徴とする磁気共鳴測定データにおける横緩和時間Ｔ２*の決定方法。
【請求項２】
測定ボリューム内の磁化が一定の繰り返し速度で検出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
局所的磁場の決定のためにモデル関数が測定値にフィッティングさせられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
エコー時間の間の間隔（ΔＴＥ）は、測定ボリューム内の少なくとも一個所において、非常に小さく選ばれるか、または同相条件が生じるように選ばれることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
測定ボリュームに隣接する領域が基準として使用されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
血液試料の横緩和時間が基準として決定されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項７】
測定値が予め定められた大きさのボリュームエレメント（ボクセル）にわたって平滑されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴測定データにおける横緩和時間Ｔ２*を決定のために、測定ボリューム内のＴ２*緩和を検出し、測定ボリューム内の磁化の時間的経過から緩和時間を決定し、測定ボリューム内の局所的磁場を求め、補正された横緩和時間が生じるように局所的磁場に依存して緩和時間を補正し、局所的磁場が、互いに異なる間隔を持つ複数の予め定められたエコー時間における磁化の位相経過を検出するステップと、磁化の位相経過から局所的磁場を決定するステップとにより求められる磁気共鳴測定データにおける横緩和時間Ｔ２*の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法は知られている（例えば、特許文献１参照）。磁気共鳴測定（ＭＲ）における横緩和時間Ｔ２*の決定は例えばサラセミアの診断に適している。サラセミアはヘモグロビン生成における遺伝に起因する異常である。治療されないと、患者は、場合によっては心筋層における鉄分濃度上昇を伴う貧血症に苦しむ。鉄−キレート治療による病気治療が可能である。高すぎる鉄分濃度（未治療）の場合、心臓停止の危険が存在する。少なすぎる濃度の場合、腎臓不全およびその他の副作用を招くことがある過剰治療の危険が存在する。
【０００３】
一連の研究が証明しているように、成功した治療については、とりわけ心筋層における鉄分濃度に関する情報が重要である。磁気共鳴測定に関して、鉄分濃度の変化はＴ２*時間を短縮させる。鉄分濃度に関する正確な定量的な情報は現在では不可能であるように思われる。しかし、病院ではＴ２*時間に基づく患者の状態の分類は可能であるように思われる。したがって、文献には、磁気共鳴測定による心筋層におけるＴ２*時間の決定が、診断を行ないかつ治療をともなうモダリティとして宣伝されている。
【０００４】
従来では次の試みによって問題が解決された。すなわち、Ｔ２*感応シーケンス（ＦＩＤ＝ｆｒｅｅ  ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｄｅｃａｙ、自由誘導減衰）により、心筋層の信号が種々のエコー時間で取得される。フィッティングした指数関数によりＴ２*の値を決定することができる。文献にはシングルショットＥＰＩシーケンスが記載されている（ＥＰＩ＝ｅｃｈｏ  ｐｌａｎａｒ  ｉｍａｇｉｎｇ）。一定の繰り返し時間により、異なるエコー時間を有するデータが取得される。流れアーチファクトおよびモーションアーチファクトを最小にするために、データはその都度、心拡張期の終端において取得される。唯一の息止め相におけるデータ取得が好ましい。大きさ画像が手動にて運動補正が行なわれる。心筋層における領域、典型的には中隔が選択される。大きさデータから、各エコー時間について、平均値が算定され、指数関数によるフィッティング（Ｆｉｔ）が実行される。減衰定数がＴ２*の値として観察される。
【０００５】
文献および学術団体においては、特定のＴ２*の値の信頼性に関する意見の相違が存在する。
【０００６】
Ｔ２*の正確な決定は非常に問題が多いと思われている。なぜならば、局所的な鉄分濃度のほかの多くの他の作用がこの値に対する影響を持つからである（例えば、磁場均一性）。特に、例えば肺および一般的に周囲の解剖学的構造の感受性によって、心筋層における局所的な鉄分濃度によってひき起こされたのではない局所的なＢ0磁場依存性が生じる。この作用は、磁場不均一の微調整（シミング）によっても完全には相殺できない。しかしながら、特定のＴ２*時間がこの作用に基づいて著しく変化し、それによって臨床上重要な値（心筋層のＴ２*）が損ねられる。
【０００７】
先に挙げた特許文献１から次のステップを有するＭＲデータにおける横緩和時間Ｔ２*の決定方法が知られている。すなわち、測定ボリューム内のＴ２*緩和の検出、測定ボリューム内の磁化の時間的経過からの緩和時間の決定、測定ボリューム内の局所的磁場の検出、局所的磁場に依存した緩和時間補正による補正された横緩和時間の発生である。更に局所的磁場は、次のステップ、すなわち、互いに異なる間隔（ΔＴＥ）を持つ複数の予め定められたエコー時間（ＴＥ）における磁化の位相経過を検出するステップと、磁化の位相経過から局所的磁場を決定するステップとにより検出される。
【０００８】
磁気共鳴画像化法における横緩和時間に対する可逆の寄与分の測定方法において、横緩和時間を局所的磁場に依存して、
（１／観察されたＴ２*）≒（１／補正されたＴ２*）＋γπΔＢ0
なる式にしたがって補正することは知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
Ｔ２にて重み付けられた磁気共鳴画像を非常に高速で作成することのできるグラジエントエコーによる磁気共鳴画像化方法は知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】米国特許第５５６５７７７号明細書
【特許文献２】米国特許第５８６０９２１号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１１３６８３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、信頼性をもってかつ装置パラメータおよび周辺の解剖学的構造に関係なくＴ２*時間を決定することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明によれば、磁気共鳴データにおける横緩和時間Ｔ２*を決定のために、測定ボリューム内のＴ２*緩和を検出し、測定ボリューム内の磁化の時間的経過から緩和時間を決定し、測定ボリューム内の局所的磁場を求め、補正された横緩和時間が生じるように局所的磁場に依存して緩和時間を補正し、局所的磁場が、互いに異なる間隔を持つ複数の予め定められたエコー時間における磁化の位相経過を検出するステップと、磁化の位相経過から局所的磁場を決定するステップとにより求められる
磁気共鳴測定データにおける横緩和時間Ｔ２*の決定方法において、
エコー時間の間の間隔は、測定ボリューム内の少なくとも一個所に、局所的磁場が位相急変なしに決定可能であるように合わせられ、
設定された共鳴周波数と実際の共鳴周波数との周波数偏差が、
Δｖ＝Δφ／（２π・ΔＴＥ）
なる関係式に基づいて決定され（ただし、Δｖは周波数偏差であり、Δφは位相角の変化であり、ΔＴＥはエコー時間の間の時間間隔である）、
周波数偏差Δｖから実際の局所的磁場が決定され、
横緩和時間Ｔ２*が、この局所的磁場に依存して、
（１／観察されたＴ２*）≒（１／補正されたＴ２*）＋γπΔＢ0
にしたがって補正される（ただし、ΔＢ0は測定位置における仮定された磁場からの偏差である）ことによって解決される（請求項１）。
【００１２】
本発明の有利な実施態様は次の通りである。
測定ボリューム内の磁化が一定の繰り返し速度で検出される（請求項２）。
局所的磁場の決定のためにモデル関数が測定値にフィッティングさせられる（請求項３）。
エコー時間の間の間隔（ΔＴＥ）は、測定ボリューム内の少なくとも一個所において、非常に小さく選ばれるか、または同相条件が生じるように選ばれる（請求項４）。
測定ボリュームに対して隣接する領域が基準として使用される（請求項５）。
基準として血液試料の横緩和時間が決定される（請求項６）。
測定値が予め定められた大きさのボリュームエレメント（ボクセル）にわたって平滑される（請求項７）。
【００１３】
本発明は、実際に測定位置に存在する局所的磁場に依存してＴ２*値を補正するという試みに基づいている。この局所的磁場は、特別の測定により決定されるか、またはＴ２*決定のための測定データから得られる。
【００１４】
本発明による磁気共鳴測定データにおける横緩和時間Ｔ２*の決定方法は次のステップ、すなわち、測定ボリューム内の時間的に変化する横磁化を検出するステップと、測定ボリューム内の磁化の時間的経過から横緩和時間を決定するステップと、測定ボリューム内の局所的磁場を求めるステップと、補正された横緩和時間が生じるように局所的磁場に依存して横緩和時間を補正するステップとを有する。局所的磁場は、互いに異なる間隔（ΔＴＥ）を持つ複数の予め定められたエコー時間（ＴＥ）における磁化の位相経過を求めるステップと、磁化の位相経過から局所的磁場を決定するステップとにより求められる。更に、測定ボリュームに隣接する領域が基準として使用される。
【００１５】
本発明による方法は、とりわけ、局所的磁場による作用の補正を可能にし、それによってロバストであり、すなわち解剖学的人体構造およびＭＲシステムに依存しない利点を有する。更に、本発明による方法は局所的磁場の決定にも適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下において有利な実施形態の説明から本発明の他の利点および特徴を明らかにする。
【００１７】
一般的にＴ２*時間はグラジエントエコーシーケンスにより決定される。種々のエコー時間における減衰時間（ＦＩＤ）の観察によって、緩和時間Ｔ２*が推定される。
【００１８】
実際には磁場が位置によって変化するので、核磁化の異なる歳差周波数が生じる。破壊的な干渉によって、誘導低下の短縮が観察される。局所的作用を包括的作用から区別するためには、測定されたＴ２*が補正されなければならない。これは、
（１／観察されたＴ２*）≒（１／補正されたＴ２*）＋γπΔＢ0        （１）
なる関係式にしたがって行なわれる。ただし、ΔＢ0は測定位置における仮定された磁場からの偏差である。一般的に、Ｂ0作用の観察下でのＴ２*緩和の完全なモデル化も適用可能である。
【００１９】
本発明においては局所的磁場がＴ２*決定のために取得された測定データの位相情報から求められる。この測定の際にグラジエントエコーが異なる時点ＴＥで取得される。このようにして磁化の振幅（大きさ）に関する情報のほかに、更に磁化の位相に関する情報も得られる。
【００２０】
異なるエコー時間での位相の時間的経過を、測定位置における局所的磁場（Ｂ0磁場）の定量的な決定に使用することができる。場合によっては、（少なくとも一範囲において）エコー時間の十分に密な段階づけが必要である。使用された走査値のエコー時間差ΔＴＥから、
Δｖ＝Δφ／（２π・ΔＴＥ）
なる関係式にしたがって、設定された共鳴周波数と実際の共鳴周波数との偏差が（ピクセルごとに）決定される。ただし、Δφは位相角の変化であり、ΔＴＥはエコー時間の間の時間間隔である。周波数偏差と設定された共鳴周波数とから、実際の共鳴周波数を決定することができる。したがって、磁気回転比γを介して、局所的磁場の絶対値Ｂ0が決定可能である。
【００２１】
本発明の代替の実施形態においては、Ｔ２*決定のための測定データから局所的磁場を決定するために別個の測定が行なわれる。特に、このために磁場均一性の電気的微調整のための測定が利用される。
【００２２】
上述した両実施形態においては、局所的磁場の偏差に関する位置分解された情報が得られる。この知られた偏差により、測定されたＴ２*が、各ボクセルについて関係式（１）にしたがって補正される。
【００２３】
したがって、サラセミア検査のような検査においては、心臓の一断層（心臓短軸断層）において一定の繰り返し速度でデータが異なるエコー時間で取得される。位相回転からボクセルまたは領域ごとにＢ0磁場マップが算定される。これは、モデル関数のフィッティングおよび平滑などによって適切に処理されると好ましい。同時に大きさデータから、ボクセルまたは領域ごとにＴ２*マップが作成される。このマップは局所的Ｂ0磁場分布の知識により補正される。補正されたＴ２*値により診断がなされる。
【００２４】
臨床検査においては、測定と基準との比較が行なわれる。このために心筋層における観察領域に直接的に隣接して心室における領域が観察される。これは基準として役立つ。Ｔ２*値の代わりに、心筋層のＴ２*値と基準領域のＴ２*値とから導き出された量（例えば商）が観察される。
【００２５】
代替の実施形態では、血液試料が採用され、その鉄成分またはＴ２*が生体外で正確に検査され、それによって基準に関する正確なデータが利用できる。
【００２６】
本発明による方法の較正のために、特にエコー時間差は、少なくとも一個所に、位相急変が観察されることなくＢ0磁場が決定可能であるように合わせられる。
【００２７】
脂肪と水との異なる共鳴周波数からの作用を除去するために、エコー時間差ΔＴＥは、少なくとも一個所において、非常に小さく選ばれるか（ａ）、または脂肪も水プロトンもこの時間内に２πの整数倍だけ更に回転する（同相条件）ように選ばれる（ｂ）。